Name: deep vascular imaging in the eye with flow-enhanced ultrasound
Uploaded: 2021-10-04T14:45:00
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Questo lavoro ha ricevuto finanziamenti dalla Fondazione Carlsberg (CF17-0778; CF18-0658), Fondazione Lundbeck (R324-2019-1470; R346-2020-1210), le Fondazioni Velux (00022458), la Fondazione A.P. Møller per l'avanzamento della scienza medica, il programma di ricerca e innovazione Horizon 2020 dell'Unione europea nell'ambito dell'accordo di sovvenzione Marie Skłodowska-Curie (n. 754513) e la Fondazione di ricerca universitaria di Aarhus.

Il protocollo riportato di seguito è stato eseguito con il permesso dell'Ispettorato danese per la sperimentazione animale presso il Ministero danese dell'alimentazione, dell'agricoltura e della pesca, della veterinaria danese e dell'amministrazione alimentare (numero di autorizzazione 2016-15-0201-00835).
1. Anestesia e mezzo ad ultrasuoni
<ol><li>Anestetizzare l'animale da ricerca. NOTA: Il tipo e la dose di anestesia appropriata sono altamente dipendenti dalla specie. In generale, gli...

<ol>
	<li>Yu, C. Q., Schwab, I. R., Dubielzig, R. R. <a target="_blank" href="http://www.ncbi.nlm.nih.gov/entrez/query.fcgi?db=PubMed&cmd=Search&doptcmdl=Citation&defaultField=Title+Word&term=Feeding+the+vertebrate+retina+from+the+Cambrian+to+the+Tertiary.">Feeding the vertebrate retina from the Cambrian to the Tertiary.</a> Journal of Zoology. 278 (4), 259-269 (2009).</li><li>Yu, D. Y., Cringle, S. J. <a target="_blank" href="http://www.ncbi.nlm.nih.gov/entrez/query.fcgi?db=PubMed&cmd=Search&doptcmdl=Citation&defaultField=Title+Word&term=Oxygen+distribution+and+consumption+within+the+retina+in+vascularised+and+avascular+retinas+and+in+animal+models+of+retinal+disease.">Oxygen distribution and consumption within the retina in vascularised and avascular retinas and in animal models of retinal disease.</a> Progress in Retinal and Eye Research. 20 (2), 175-208 (2001).</li><li>Country, M. W. <a target="_blank" href="http://www.ncbi.nlm.nih.gov/entrez/query.fcgi?db=PubMed&cmd=Search&doptcmdl=Citation&defaultField=Title+Word&term=Retinal+metabolism:+A+comparative+look+at+energetics+in+the+retina.">Retinal metabolism: A comparative look at energetics in the retina.</a> Brain Research. 1672, 50-57 (2017).</li><li>Damsgaard, C., et al. <a target="_blank" href="http://www.ncbi.nlm.nih.gov/entrez/query.fcgi?db=PubMed&cmd=Search&doptcmdl=Citation&defaultField=Title+Word&term=Retinal+oxygen+supply+shaped+the+functional+evolution+of+the+vertebrate+eye.">Retinal oxygen supply shaped the functional evolution of the vertebrate eye.</a> Elife. , 8 (2019).</li><li>Buttery, R. G., Hinrichsen, C. F. L., Weller, W. L., Haight, J. R. <a target="_blank" href="http://www.ncbi.nlm.nih.gov/entrez/query.fcgi?db=PubMed&cmd=Search&doptcmdl=Citation&defaultField=Title+Word&term=How+thick+should+a+retina+be?+A+comparative+study+of+mammalian+species+with+and+without+intraretinal+vasculature.">How thick should a retina be? A comparative study of mammalian species with and without intraretinal vasculature.</a> Vision Research. 31 (2), 169-187 (1991).</li><li>Ames, A., Li, Y., Heher, E., Kimble, C. <a target="_blank" href="http://www.ncbi.nlm.nih.gov/entrez/query.fcgi?db=PubMed&cmd=Search&doptcmdl=Citation&defaultField=Title+Word&term=Energy+metabolism+of+rabbit+retina+as+related+to+function:+high+cost+of+Na++transport.">Energy metabolism of rabbit retina as related to function: high cost of Na+ transport.</a> The Journal of Neuroscience. 12 (3), 840-853 (1992).</li><li>Chase, J. <a target="_blank" href="http://www.ncbi.nlm.nih.gov/entrez/query.fcgi?db=PubMed&cmd=Search&doptcmdl=Citation&defaultField=Title+Word&term=The+Evolution+of+retinal+vascularization+in+mammals:+A+comparison+of+vascular+and+avascular+retinae.">The Evolution of retinal vascularization in mammals: A comparison of vascular and avascular retinae.</a> Ophthalmology. 89 (12), 1518-1525 (1982).</li><li>Johnson, G. L. <a target="_blank" href="http://www.ncbi.nlm.nih.gov/entrez/query.fcgi?db=PubMed&cmd=Search&doptcmdl=Citation&defaultField=Title+Word&term=Ophthalmoscopic+studies+on+the+eyes+of+mammals.">Ophthalmoscopic studies on the eyes of mammals.</a> Philosophical Transactions of the Royal Society of London. Series B, Biological Sciences. 254 (794), 207-220 (1968).</li><li>Johnson, G. L. I. <a target="_blank" href="http://www.ncbi.nlm.nih.gov/entrez/query.fcgi?db=PubMed&cmd=Search&doptcmdl=Citation&defaultField=Title+Word&term=Contributions+to+the+comparative+anatomy+of+the+mammalian+eye,+chiefly+based+on+ophthalmoscopic+examination.">Contributions to the comparative anatomy of the mammalian eye, chiefly based on ophthalmoscopic examination.</a> Philosophical Transactions of the Royal Society of London. Series B, Biological Sciences. 194 (194-206), 1-82 (1901).</li><li>Rodriguez-Ramos Fernandez, J., Dubielzig, R. R. <a target="_blank" href="http://www.ncbi.nlm.nih.gov/entrez/query.fcgi?db=PubMed&cmd=Search&doptcmdl=Citation&defaultField=Title+Word&term=Ocular+comparative+anatomy+of+the+family+Rodentia.">Ocular comparative anatomy of the family Rodentia.</a> Veterinary Ophthalmology. 16, 94-99 (2013).</li><li>Copeland, D. E. <a target="_blank" href="http://www.ncbi.nlm.nih.gov/entrez/query.fcgi?db=PubMed&cmd=Search&doptcmdl=Citation&defaultField=Title+Word&term=Functional+vascularization+of+the+teleost+eye.">Functional vascularization of the teleost eye.</a> Current Topics in Eye Research. 3, 219-280 (1980).</li><li>Meyer, D. B., Crescitelli, F. <a target="_blank" href="http://www.ncbi.nlm.nih.gov/entrez/query.fcgi?db=PubMed&cmd=Search&doptcmdl=Citation&defaultField=Title+Word&term=.">.</a> The Visual System in Vertebrates. 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A. <a target="_blank" href="http://www.ncbi.nlm.nih.gov/entrez/query.fcgi?db=PubMed&cmd=Search&doptcmdl=Citation&defaultField=Title+Word&term=Active+secretion+of+oxygen+into+the+eye+of+fish.">Active secretion of oxygen into the eye of fish.</a> Nature. 194, 106-107 (1962).</li><li>Damsgaard, C. <a target="_blank" href="http://www.ncbi.nlm.nih.gov/entrez/query.fcgi?db=PubMed&cmd=Search&doptcmdl=Citation&defaultField=Title+Word&term=Physiology+and+evolution+of+oxygen+secreting+mechanism+in+the+fisheye.">Physiology and evolution of oxygen secreting mechanism in the fisheye.</a> Comparative Biochemistry and Physiology. 252, 110840 (2021).</li><li>Damsgaard, C., et al. <a target="_blank" href="http://www.ncbi.nlm.nih.gov/entrez/query.fcgi?db=PubMed&cmd=Search&doptcmdl=Citation&defaultField=Title+Word&term=A+novel+acidification+mechanism+for+greatly+enhanced+oxygen+supply+to+the+fish+retina.">A novel acidification mechanism for greatly enhanced oxygen supply to the fish retina.</a> Elife. 9, (2020).</li><li>Wittenberg, J. B., Haedrich, R. L. <a target="_blank" href="http://www.ncbi.nlm.nih.gov/entrez/query.fcgi?db=PubMed&cmd=Search&doptcmdl=Citation&defaultField=Title+Word&term=The+choroid+rete+mirabile+of+the+fish+eye.+II.+Distribution+and+relation+to+the+pseudobranch+and+to+the+swimbladder+rete+mirabile.">The choroid rete mirabile of the fish eye. II. Distribution and relation to the pseudobranch and to the swimbladder rete mirabile.</a> Biological Bulletin. 146 (1), 137-156 (1974).</li><li>Wittenberg, J. B., Wittenberg, B. A. <a target="_blank" href="http://www.ncbi.nlm.nih.gov/entrez/query.fcgi?db=PubMed&cmd=Search&doptcmdl=Citation&defaultField=Title+Word&term=The+choroid+rete+mirabile+of+the+fish+eye.+I.+Oxygen+secretion+and+structure:+comparison+with+the+swimbladder+rete+mirabile.">The choroid rete mirabile of the fish eye. I. Oxygen secretion and structure: comparison with the swimbladder rete mirabile.</a> Biological Bulletin. 146 (1), 116-136 (1974).</li><li>Berenbrink, M. <a target="_blank" href="http://www.ncbi.nlm.nih.gov/entrez/query.fcgi?db=PubMed&cmd=Search&doptcmdl=Citation&defaultField=Title+Word&term=Historical+reconstructions+of+evolving+physiological+complexity:+O2+secretion+in+the+eye+and+swimbladder+of+fishes.">Historical reconstructions of evolving physiological complexity: O2 secretion in the eye and swimbladder of fishes.</a> Journal of Experimental Biology. 210, 1641-1652 (2007).</li><li>Berenbrink, M., Koldkjaer, P., Kepp, O., Cossins, A. R. <a target="_blank" href="http://www.ncbi.nlm.nih.gov/entrez/query.fcgi?db=PubMed&cmd=Search&doptcmdl=Citation&defaultField=Title+Word&term=Evolution+of+oxygen+secretion+in+fishes+and+the+emergence+of+a+complex+physiological+system.">Evolution of oxygen secretion in fishes and the emergence of a complex physiological system.</a> Science. 307 (5716), 1752-1757 (2005).</li><li>Keane, P. A., Sadda, S. R. <a target="_blank" href="http://www.ncbi.nlm.nih.gov/entrez/query.fcgi?db=PubMed&cmd=Search&doptcmdl=Citation&defaultField=Title+Word&term=Retinal+imaging+in+the+twenty-first+century:+State+of+the+art+and+future+directions.">Retinal imaging in the twenty-first century: State of the art and future directions.</a> Ophthalmology. 121 (12), 2489-2500 (2014).</li><li>Yung, M., Klufas, M. A., Sarraf, D. <a target="_blank" href="http://www.ncbi.nlm.nih.gov/entrez/query.fcgi?db=PubMed&cmd=Search&doptcmdl=Citation&defaultField=Title+Word&term=Clinical+applications+of+fundus+autofluorescence+in+retinal+disease.">Clinical applications of fundus autofluorescence in retinal disease.</a> International Journal of Retina and Vitreous. 2 (1), 12 (2016).</li><li>Ang, M., et al. <a target="_blank" href="http://www.ncbi.nlm.nih.gov/entrez/query.fcgi?db=PubMed&cmd=Search&doptcmdl=Citation&defaultField=Title+Word&term=Optical+coherence+tomography+angiography:+a+review+of+current+and+future+clinical+applications.">Optical coherence tomography angiography: a review of current and future clinical applications.</a> Graefe's Archive for Clinical and Experimental Ophthalmology. 256 (2), 237-245 (2018).</li><li>Spaide, R. F., Koizumi, H., Pozonni, M. C. <a target="_blank" href="http://www.ncbi.nlm.nih.gov/entrez/query.fcgi?db=PubMed&cmd=Search&doptcmdl=Citation&defaultField=Title+Word&term=Enhanced+depth+imaging+spectral-domain+optical+coherence+tomography.">Enhanced depth imaging spectral-domain optical coherence tomography.</a> American Journal of Ophthalmology. 146 (4), 496-500 (2008).</li><li>Shen, Q., et al. <a target="_blank" href="http://www.ncbi.nlm.nih.gov/entrez/query.fcgi?db=PubMed&cmd=Search&doptcmdl=Citation&defaultField=Title+Word&term=Magnetic+resonance+imaging+of+tissue+and+vascular+layers+in+the+cat+retina.">Magnetic resonance imaging of tissue and vascular layers in the cat retina.</a> Journal of Magnetic Resonance Imaging. 23 (4), 465-472 (2006).</li><li>Tan, G. X., Jamil, M., Tee, N. G., Zhong, L., Yap, C. H. <a target="_blank" href="http://www.ncbi.nlm.nih.gov/entrez/query.fcgi?db=PubMed&cmd=Search&doptcmdl=Citation&defaultField=Title+Word&term=3D+reconstruction+of+chick+embryo+vascular+geometries+using+non-invasive+high-frequency+ultrasound+for+computational+fluid+dynamics+studies.">3D reconstruction of chick embryo vascular geometries using non-invasive high-frequency ultrasound for computational fluid dynamics studies.</a> Annals of Biomedical Engineering. 43 (11), 2780-2793 (2015).</li><li>Ho, S., Tan, G. X. Y., Foo, T. J., Phan-Thien, N., Yap, C. H. <a target="_blank" href="http://www.ncbi.nlm.nih.gov/entrez/query.fcgi?db=PubMed&cmd=Search&doptcmdl=Citation&defaultField=Title+Word&term=Organ+dynamics+and+fluid+dynamics+of+the+HH25+chick+embryonic+cardiac+ventricle+as+revealed+by+a+novel+4D+high-frequency+ultrasound+imaging+technique+and+computational+flow+simulations.">Organ dynamics and fluid dynamics of the HH25 chick embryonic cardiac ventricle as revealed by a novel 4D high-frequency ultrasound imaging technique and computational flow simulations.</a> Annals of Biomedical Engineering. 45 (10), 2309-2323 (2017).</li><li>Dittrich, A., Thygesen, M. M., Lauridsen, H. <a target="_blank" href="http://www.ncbi.nlm.nih.gov/entrez/query.fcgi?db=PubMed&cmd=Search&doptcmdl=Citation&defaultField=Title+Word&term=2D+and+3D+echocardiography+in+the+Axolotl+(Ambystoma+Mexicanum).">2D and 3D echocardiography in the Axolotl (Ambystoma Mexicanum).</a> Journal of Visualized Experiments: JoVE. (141), e57089 (2018).</li><li>Jia, Y., et al. <a target="_blank" href="http://www.ncbi.nlm.nih.gov/entrez/query.fcgi?db=PubMed&cmd=Search&doptcmdl=Citation&defaultField=Title+Word&term=Split-spectrum+amplitude-decorrelation+angiography+with+optical+coherence+tomography.">Split-spectrum amplitude-decorrelation angiography with optical coherence tomography.</a> Optics Express. 20 (4), 4710-4725 (2012).</li><li>Clarke, K. W., Trim, C. M., Trim, C. 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L., Ryan Gregory, T., Gregory, S. M., Hsieh, A., Boore, J. L. <a target="_blank" href="http://www.ncbi.nlm.nih.gov/entrez/query.fcgi?db=PubMed&cmd=Search&doptcmdl=Citation&defaultField=Title+Word&term=Genome+size,+cell+size,+and+the+evolution+of+enucleated+erythrocytes+in+attenuate+salamanders.">Genome size, cell size, and the evolution of enucleated erythrocytes in attenuate salamanders.</a> Zoology. 111 (3), 218-230 (2008).</li><li>Greis, C. <a target="_blank" href="http://www.ncbi.nlm.nih.gov/entrez/query.fcgi?db=PubMed&cmd=Search&doptcmdl=Citation&defaultField=Title+Word&term=Quantitative+evaluation+of+microvascular+blood+flow+by+contrast-enhanced+ultrasound+(CEUS).">Quantitative evaluation of microvascular blood flow by contrast-enhanced ultrasound (CEUS).</a> Clinical Hemorheology and Microcirculation. 49, 137-149 (2011).</li><li>Urs, R., Ketterling, J. A., Tezel, G., Silverman, R. H. <a target="_blank" href="http://www.ncbi.nlm.nih.gov/entrez/query.fcgi?db=PubMed&cmd=Search&doptcmdl=Citation&defaultField=Title+Word&term=Contrast-enhanced+plane-wave+ultrasound+imaging+of+the+rat+eye.">Contrast-enhanced plane-wave ultrasound imaging of the rat eye.</a> Experimental Eye Research. 193, 107986 (2020).</li><li>Walls, G. L. <a target="_blank" href="http://www.ncbi.nlm.nih.gov/entrez/query.fcgi?db=PubMed&cmd=Search&doptcmdl=Citation&defaultField=Title+Word&term=.">.</a> The vertebrate eye and its adaptive radiation. , (1942).</li></ol>

L'imaging vascolare che utilizza ultrasuoni potenziati dal flusso fornisce un nuovo metodo per l'imaging non invasivo della vascolarizzazione dell'occhio che offre diversi vantaggi rispetto alle tecniche attuali, ma ha i suoi limiti intrinseci. Il vantaggio principale degli ultrasuoni potenziati dal flusso è la capacità di generare angiografie oculari con una profondità di campo che supera l'epitelio pigmentato retinico, che limita la profondità di campo nelle tecniche ottiche. Nell'imaging ad ultrasuoni, la risoluzi...

L'elevato metabolismo sulla retina dei vertebrati impone un compromesso intrinseco tra due esigenze contrastanti; alte velocità di flusso sanguigno e un percorso di luce privo di vasi sanguigni. Per evitare disturbi visivi di perfondere i globuli rossi, la retina di tutti i vertebrati riceve ossigeno e sostanze nutritive attraverso un foglio di capillari dietro i fotorecettori, il coriocapillare1,2,3. Tuttavia, questa singola fonte di nutrienti e ossigeno impone una limitazione di diffusione allo spessore della retina4,5, quindi molte specie visivamente attive possiedono una varietà di reti vascolari elaborate per fornire ulteriore afflusso di sangue a questo organo metabolicamente attivo6. Questi letti vascolari includono vasi sanguigni che perfondono gli strati retinici interni nei mammiferi e in alcuni pesci4,7,8,9,10, vasi sanguigni sul lato interno (rivolto verso la luce) della retina che si trovano in molti pesci, rettili e uccelli4,11,12,13, e disposizioni vascolari controcorrenti della coroide di pesce, la rete coroide mirabile, che consente la generazione di pressioni parziali di ossigeno super-atmosferico14,15,16,17,18,19,20. Nonostante questi percorsi aggiuntivi non coroidale per l'apporto di nutrienti retinici svolgano un ruolo essenziale nell'alimentare i requisiti metabolici di una visione superiore4, l'anatomia tridimensionale di queste strutture vascolari è poco conosciuta, limitando la nostra comprensione dell'evoluzione morfologica dell'occhio vertebrato.
Tradizionalmente, l'afflusso di sangue retinico è stato studiato utilizzando tecniche ottiche, come l'oftalmoscopia del fondo oculare. Questa categoria di tecniche fornisce informazioni non distruttive ad alto rendimento sull'anatomia dei vasi sanguigni non coroidale in alta risoluzione21 ed è quindi prontamente utilizzata nella diagnosi clinica di anomalie nella struttura dei vasi retinici22. Tuttavia, l'epitelio pigmentato retinico assorbe la luce trasmessa e limita la profondità di visione in queste tecniche ottiche, fornendo informazioni ridotte sulla struttura e la funzione coroidale senza l'uso di mezzi di contrasto21. Limitazioni di profondità simili si verificano nella tomografia a coerenza ottica (OCT). Questa tecnica può generare angiografie del fondo oculare ad alta risoluzione utilizzando onde luminose a spese tecniche della penetrazione in profondità23, mentre l'OCT di imaging di profondità avanzato può visualizzare la coroide a scapito della qualità dell'imaging retinico24. La risonanza magnetica supera i limiti ottici dell'oftalmoscopia e dell'OCT e può mappare gli strati vascolari nella retina, anche se a bassa risoluzione25. L'istologia e la tomografia microcalcografica (μCT) mantengono l'alta risoluzione delle tecniche ottiche e forniscono informazioni sulla morfologia vascolare dell'occhio intero4, ma entrambe le tecniche richiedono il campionamento oculare e non sono quindi possibili in clinica o in specie rare o in via di estinzione. Per superare alcuni dei limiti di queste tecniche di imaging retinico consolidate, lo studio qui presenta un protocollo ecografico su animali anestetizzati, in cui il movimento del sangue è mappato in silico su una serie di ecografie bidimensionali equamente distanziate che coprono un intero occhio applicando una tecnica comparabile come descritto in precedenza per l'imaging embrionale e cardiovascolare26,27, 28 e nell'angiografia OCT29. Questo approccio consente la generazione di angiografie oculari profonde tridimensionali non invasive senza l'uso di un mezzo di contrasto e apre nuove strade per mappare la distribuzione del flusso sanguigno all'interno dell'occhio tra le specie.

<table border="1" fo:keep-together.within-page="1" fo:keep-with-next.within-page="always">
	<tbody>
		<tr>
			<td>MS-222</td>
			<td>Sigma</td>
			<td>E10521-50G</td>
			<td></td>
		</tr>
		<tr>
			<td>Benzocaine</td>
			<td>Sigma</td>
			<td>E-1501</td>
			<td></td>
		</tr>
		<tr>
			<td>Propofol</td>
			<td>B Braun</td>
			<td> 
			12260470_0320</td>
			<td></td>
		</tr>
		<tr>
			<td>Alfaxalon</td>
			<td>Jurox</td>
			<td>NA</td>
			<td></td>
		</tr>
		<tr>
			<td>Isoflurane</td>
			<td>Zoetis</td>
			<td>50019100</td>
			<td></td>
		</tr>
		<tr>
			<td>Ultrasound scanner</td>
			<td>VisualSonics</td>
			<td>Vevo 2100</td>
			<td></td>
		</tr>
	</tbody>
</table>

deep vascular imaging in the eye with flow-enhanced ultrasound

La retina all'interno dell'occhio è uno dei tessuti più esigenti dal punto di vista energetico nel corpo e quindi richiede alti tassi di erogazione di ossigeno da un ricco apporto di sangue. La lamina capillare della coroide riveste la superficie esterna della retina ed è la fonte dominante di ossigeno nella maggior parte delle retine dei vertebrati. Tuttavia, questo letto vascolare è difficile da fotografare con le tecniche ottiche tradizionali a causa della sua posizione dietro la retina altamente assorbente della luce. Qui descriviamo una tecnica ecografica ad alta frequenza con successivo miglioramento del flusso all'immagine di letti vascolari profondi (0,5-3 cm) dell'occhio con un'alta risoluzione spaziotemporale. Questo metodo non invasivo funziona bene nelle specie con globuli rossi nucleati (modelli animali non mammiferi e fetali). Consente la generazione di angiografie tridimensionali non invasive senza l'uso di mezzi di contrasto ed è indipendente dagli angoli del flusso sanguigno con una sensibilità più elevata rispetto alle tecniche di imaging ecografico basate su Doppler.

La tecnica ecografica potenziata dal flusso per visualizzare i letti vascolari dell'occhio può essere applicata in una vasta gamma di specie ed è stata attualmente utilizzata in 46 diverse specie di vertebrati (Figura 1, Tabella 1). La presenza di globuli rossi nucleati nei vertebrati non adulti dei mammiferi fornisce un contrasto positivo del sangue che scorre rispetto al tessuto statico nelle registrazioni cinematografiche (file supplementare 2). Tuttavi...

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Deep Vascular Imaging in the Eye with Flow-Enhanced Ultrasound

Presentiamo una tecnica ecografica non invasiva per generare angiografie tridimensionali nell'occhio senza l'uso di mezzi di contrasto.

Imaging vascolare profondo nell'occhio con ultrasuoni ottimizzati per il flusso

The retina within the eye is one of the most energy-demanding tissues in the body and thus requires high rates of oxygen delivery from a rich blood ...

La tecnica Flow-Enhanced Ultrasound ci permette di fotografare la vascolarizzazione dell'occhio in tre dimensioni, senza l'uso di mezzi di contrasto. Il vantaggio principale di questa tecnica è la sua stabilità nell'immagine della veste, dietro la retina pigmentata, che è impegnativa con diverse tecniche di imaging ottico. Dimostriamo questa tecnica nel pesce rosso, ma può essere applicata a tutte le specie con globuli rossi nucleati, consentendo ai ricercatori di ottenere informazioni sull'evoluzione funzionale degli occhi.Questa tecnica può essere applicata da ricercatori con una formazione di base nell'imaging ad ultrasuoni e nella manipolazione degli animali. Dopo aver confermato un livello ottimale di anestesia, posizionare l'animale in una postura che consenta l'accesso diretto dall'alto, all'occhio. Posizionare un mezzo ad ultrasuoni adatto sull'occhio dell'animale.Se le palpebre squamate coprono l'occhio, quindi, spostale delicatamente con un batuffolo di cotone. Per gli animali acquatici, l'acqua funziona bene come mezzo ad ultrasuoni, Successivamente, posizionare il trasduttore ad ultrasuoni, mediale all'occhio, in un orientamento caudale ventrale dorsale o rostrale, a seconda dell'orientamento dell'immagine desiderato. In modalità B, con una profondità di campo massima, visualizza la porzione mediale e più profonda dell'occhio, per assicurarti che tutte le strutture di interesse siano visibili nel campo immagine.Traduci lentamente il trasduttore su ciascun lato, mentre ispeziona le immagini in tempo reale. Assicurati che tutte le strutture di interesse siano visibili nel campo dell'immagine. In caso contrario, passare a un trasduttore con una frequenza inferiore e una maggiore profondità di campo.Regola la profondità dell'immagine, l'offset di profondità, la larghezza dell'immagine e il numero di posizioni delle zone focali, per coprire la regione di interesse desiderata in tutte e tre le dimensioni spaziali. Quindi, imposta la frequenza dei fotogrammi nell'intervallo da 50 a 120 fotogrammi al secondo. Successivamente, regolare il guadagno 2D a un livello tale che le strutture anatomiche siano appena visibili nell'acquisizione B-Mode per aumentare il rapporto segnale/rumore nella successiva ricostruzione potenziata dal flusso.Per acquisire un'immagine 2D ottimizzata dal flusso in una singola posizione slice, tradurre il trasduttore in questa posizione e procedere alla ricostruzione dell'immagine ottimizzata per il flusso. Per acquisire una registrazione 3D di un'intera regione di interesse, tradurre il trasduttore a un estremo della regione di interesse. Per determinare la posizione esatta dell'estremità estrema, aumentare brevemente il guadagno 2D.Dopo che il trasduttore è stato posizionato correttamente, abbassare il guadagno 2D prima della registrazione, per garantire il massimo rapporto segnale/rumore nella successiva ricostruzione potenziata dal flusso. Per ogni passo o fetta nella registrazione 3D, acquisire più di 100 fotogrammi. Quindi, utilizzando un micropolatore o un motore trasduttore incorporato, tradurre il trasduttore attraverso l'intera regione di interesse, in passi di 25 o 50 micrometri, e ripetere l'acquisizione di oltre 100 fotogrammi per ogni passaggio.Per una costruzione di immagini ottimizzata dal flusso, esportare le registrazioni nel formato di file DICOM. Per produrre una singola immagine ottimizzata per il flusso basata su una registrazione di scena superiore a 100 fotogrammi, calcolate la deviazione standard a livello di pixel utilizzando questa formula e ripetete il calcolo per ogni sezione nella registrazione 3D. Per automatizzare il calcolo della deviazione standard e il processo di ricostruzione dell'immagine per più sezioni in una registrazione 3D, eseguire questa operazione in modalità batch utilizzando ImageJ e lo script macro, fornito nel manoscritto di testo.Combina tutte le immagini ricostruite in un'unica pila di immagini utilizzando il comando Immagini da impilare in ImageJ. Quindi, utilizzando il comando Proprietà, specifica lo spessore della sezione dalla dimensione del passo utilizzata durante l'acquisizione e salva lo stack di immagini come file TIFF 3D. La presenza di globuli rossi nucleati in vertebrati di mammiferi adulti non pubblicitari fornisce un contrasto positivo del sangue che scorre, rispetto al tessuto statico nelle registrazioni delle scene.Tuttavia, quando ora analizzato fotogramma per fotogramma, la chiara distinzione tra sangue e tessuto circostante è meno ovvia. Questa procedura di miglioramento del flusso sanguigno, essenzialmente, compila una registrazione multi-punto nello spazio 2D, in una singola immagine, dove nella fluttuazione intrinseca del valore del segnale in pixel, posizionati nel sangue che scorre, segna una deviazione standard più elevata, rispetto al tessuto statico circostante, producendo un contrasto positivo. Nelle acquisizioni 3D, più sezioni parallele con spaziatura nota possono essere combinate in dati di immagine 3D.Può essere utilizzato per il rendering tridimensionale del volume e la modellazione anatomica. L'imaging a ultrasuoni basato su Doppler offre anche la possibilità di visualizzare specificamente il flusso sanguigno, tuttavia, con meno sensibilità rispetto a questo metodo. Questa procedura ecografica potenziata dal flusso consente l'imaging del flusso sanguigno in una serie di specie con globuli rossi nucleati.Letti vascolari oculari profondi, come la rete mirabile coroide in alcuni pesci, possono essere ripresi se presenti nella specie. Il metodo è limitato dall'assenza di globuli rossi nucleati nei mammiferi, in cui la procedura di miglioramento del flusso produce un certo grado di contrasto del flusso sanguigno, ma non così distinto come nelle specie con globuli rossi nucleati. Gli ultrasuoni potenziati dal flusso sono sensibili al rumore del movimento.I movimenti respiratori possono causare sfocatura dell'immagine e artefatti, come il miglioramento del bordo dei tessuti. Il gating prospettico o retrospettivo può essere utilizzato per regolare il rumore del movimento. Sia per le acquisizioni 2D che 3D, è fondamentale limitare gli artefatti di movimento causati dall'animale in movimento, a causa di un'anestesia inadeguata su un trasduttore instabile impostato.Lo sviluppo di questa tecnica, ha aperto la strada all'esame in vivo non invasivo delle reti vascolari profonde nell'occhio della stragrande maggioranza dei vertebrati, che possiedono eritrociti nucleati.

Research

JoVE Journal

Biology

Labeling hESCs and hMSCs with Iron Oxide Nanoparticles for Non-Invasive in vivo Tracking with MR Imaging

Etichettatura hESC e hMSCs con nanoparticelle di ossido di ferro per i non-invasiva in vivo inseguimento con la RM

In recent years, stem cell research has led to a better understanding of developmental biology, various diseases and its potential impact on regenerative ...

Ricerca

Biologia

Labeling Stem Cells with Fluorescent Dyes for non-invasive Detection with Optical Imaging

Etichettatura Cellule staminali con le tinture fluorescenti per la rilevazione non invasiva con Optical Imaging

Optical imaging (OI) is an easy, fast and inexpensive tool for in vivo monitoring of new stem cell based therapies. The technique is based on ex vivo ...

Live Imaging of Glial Cell Migration in the Drosophila Eye Imaginal Disc

Vivere Imaging della migrazione cellule gliali nella Eye Disco Drosophila immaginale

Glial cells of both vertebrate and invertebrate organisms must migrate to final target regions in order to ensheath and support associated neurons.  While ...

In vivo Imaging of Deep Cortical Layers using a Microprism

In vivo Imaging of Deep Cortical Layers using a Microprism

Imaging in vivo di Deep strati corticali usando un microprismi

We present a protocol for in vivo imaging of cortical tissue using a deep-brain imaging probe in the shape of a microprism.  Microprisms are 1-mm in size ...

Functional Imaging of Brown Fat in Mice with 18F-FDG micro-PET/CT

Functional Imaging of Brown Fat in Mice with 18F-FDG micro-PET/CT

Imaging funzionale del grasso bruno nei topi con FDG micro-PET/CT

Brown adipose tissue (BAT) differs from white adipose  tissue (WAT) by its discrete location and a brown-red color due to rich  vascularization and high ...

Live Imaging of Apoptotic Cell Clearance during Drosophila Embryogenesis

Live Imaging of Apoptotic Cell Clearance during Drosophila Embryogenesis

Vivere Imaging di apoptotica delle cellule libera nel corso<em&gt; Drosophila</em&gt; Embriogenesi

The  proper elimination of unwanted or aberrant cells through apoptosis and  subsequent phagocytosis (apoptotic cell clearance) is crucial for normal  ...

Isolation of Murine Coronary Vascular Smooth Muscle Cells

L&#39;isolamento di Murine coronarica vascolari cellule muscolari lisce

While the isolation and culture of vascular smooth muscle cells (VSMCs) from large vessels is well established, we sought to isolate and culture VSMCs ...

Implantation of Electrospun Vascular Grafts with Optimized Structure in a Rat Model

Impianto degli innesti vascolari elettrofilate con struttura ottimizzata in un modello del ratto

Here, we present a protocol to fabricate macroporous PCL vascular graft and describe an evaluation protocol by using a rat model of abdominal aorta ...

Evaluating Vascular Hyperpermeability-inducing Agents in the Skin with the Miles Assay

Valutazione vascolari agenti d'induzione Hyperpermeability nella pelle con il dosaggio di Miles

The primary function of the vascular endothelium in vertebrate organisms is to serve as a barrier between the blood and each tissue of the body, whereby ...

Assessment of Vascular Tone Responsiveness using Isolated Mesenteric Arteries with a Focus on Modulation by Perivascular Adipose Tissues

Valutazione della reattività del tono vascolare utilizzando arterie mesenteriche isolate con un focus sulla modulazione dei tessuti adiposi perivascolare